Vinnig roterende neutronsterre kan aaneenlopende gravitasiegolwe "zoem". Krediet: K. Wette
Onthou jy die dae voordat jy van die huis af gewerk het? Dit is Maandagoggend, jy raak laat om die verkeer te klop, en jy kry nie jou motorsleutels nie. Wat doen jy? Jy kan probeer om van kamer tot kamer te beweeg, jou oog oor elke plat oppervlak te werp, in die hoop om die ontbrekende sleutels op te spoor. Dit veronderstel natuurlik dat hulle iewers in sig is; as hulle onder 'n koerant weggesteek is, of agter die bank geval het, sal jy hulle nooit raaksien nie. Of jy is dalk so oortuig dat jy laas die sleutels in die kombuis gesien het en Soek vir hulle daar: binne elke kas, die mikrogolfoond, skottelgoedwasser, agterkant van die yskas, ens. Natuurlik, as jy dit op jou bedkassie gelos het, is die omswaai van die kombuis gedoem tot mislukking. So, wat is die beste strategie?
Wetenskaplikes staar 'n soortgelyke raaisel in die gesig in die soektog na gravitasiegolwe—rimpelings in die stof van ruimte en tyd—van vinnig draaiende neutronsterre. Hierdie sterre is die digste voorwerpe in die Heelal en, mits hulle nie perfek sferies is nie, straal hulle 'n baie dowwe "gezoem" van aaneenlopende gravitasiegolwe uit. Om hierdie "gezoem" te hoor, sal wetenskaplikes in staat stel om diep in a neutron ster en ontdek sy geheime, wat nuwe insigte in die mees ekstreme toestande van materie lewer. Ons baie sensitiewe “ore”—4-kilometer-grootte detektors wat kragtige lasers gebruik—het egter nog niks gehoor nie.
Deel van die uitdaging is dat, soos die ontbrekende sleutels, wetenskaplikes nie seker is van die beste soekstrategie nie. Die meeste vorige studies het die "kamer-tot-kamer"-benadering gevolg, en probeer om deurlopende gravitasiegolwe op soveel verskillende plekke as moontlik te vind. Maar dit beteken dat jy net 'n beperkte hoeveelheid tyd kan spandeer om op enige plek vir die waarnemende "gezoem" te luister - op dieselfde manier as wat jy net so lank na jou koffietafel kan staar en probeer om 'n sleutelvorm te onderskei voorwerp. En aangesien die “gezoem” baie stil is, is die kans goed dat jy dit nie eers sal hoor nie.
In 'n studie wat onlangs in Fisiese oorsig D, 'n span wetenskaplikes, gelei deur nadoktorale navorser Karl Wette van die LNR Sentrum van Uitnemendheid vir Gravitasiegolfontdekking (OzGrav) by die Australiese Nasionale Universiteit, probeer die "waar anders kan hulle wees as die kombuis?" benadering.
Wette verduidelik: "Ons het 'n opgevoede raaiskoot geneem op 'n spesifieke plek waar deurlopende gravitasiegolwe kan wees, deels gebaseer op wat ons reeds van pulsars weet—hulle is soos neutronsterre, maar stuur radiogolwe uit in plaas van deurlopende gravitasiegolwe. Ons het veronderstel dat daar deurlopende gravitasiegolwe naby sou wees pers radio golwe." Net soos om te raai dat jou vermiste sleutels waarskynlik naby jou handsak of beursie sal wees.
Deur bestaande waarnemingsdata te gebruik, het die span baie tyd spandeer om op hierdie plek te soek (byna 6000 XNUMX dae van rekenaartyd!) en noukeurig na daardie dowwe "gezoem" te luister. Hulle het ook grafiese verwerkingseenhede gebruik—spesialiselektronika wat gewoonlik vir rekenaarspeletjies gebruik word—wat hul algoritmes supervinnig laat werk het.
"Ons soektog was aansienlik meer sensitief as enige vorige soektog na hierdie ligging," sê Wette. “Ongelukkig het ons niks gehoor nie, so ons raaiskoot was hierdie keer verkeerd. Dit is vir eers terug na die tekenbord, maar ons sal aanhou luister.”
Verwysing: “Diep verkenning vir deurlopende gravitasiegolwe by 171–172 Hz in ligo tweede waarnemingsloopdata” deur Karl Wette, Liam Dunn, Patrick Clearwater en Andrew Melatos, 23 Maart 2021, Fisiese oorsig D.
DOI: 10.1103/PhysRevD.103.083020
